JP4193504B2

JP4193504B2 - 転がり軸受装置の取付構造

Info

Publication number: JP4193504B2
Application number: JP2003025543A
Authority: JP
Inventors: 昌弘井上; 俊一松井; 義文重; 稔千徳
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-02-03
Also published as: CN100520096C; JP2004263716A; CN1745255A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるパックシールと呼ばれるシール装置に、自動車のＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）等に用いられる回転検出器用のセンサやパルサリングを組み込み、当該回転検出器を組み込んだシール装置にて内外輪間の隙間をシールしてなる転がり軸受装置の取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の車軸を車体に対して回転自在に支持する軸受装置において、ＡＢＳ等に用いられる回転検出器を備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
軸受装置は、車軸に外嵌され回転輪となる内輪と、車体に固定され固定輪となる外輪との各軌道面間に転動体を介装し、内外輪間の隙間がシール装置にてシールされている。
【０００４】
回転検出器は、回転輪となる内輪に固定したパルサリングの磁界の変化をセンサにて検出し、当該検出信号はハーネスを介して車体の電子回路に送信される構成となっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−４３４１１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
通常、センサはナックルに固定され、電子回路は車体に設けられている。このため、走行時の車体の揺れに対して、ナックルはダンパに接続されていることから車体の振動はナックルに伝わらない。よって、車体に設けられた電子回路は車体の揺れにて振動するのに対し、ナックルに固定されたセンサは車体の振動の影響を受けない。このことから、センサと電子回路を結ぶハーネスは、車体の振動によって断線する恐れがある。
【０００７】
また、最近のＡＢＳ用のセンサは、省スペース化のために、軸受装置に装着された、いわゆるパックシールと呼ばれるシール装置に内蔵されている。
【０００８】
このため、センサのハーネスが断線してＡＢＳセンサ異常となった場合に、軸受装置を含むハブユニット全体を交換する必要が生じ、メンテナンス作業に手間がかかり、費用も高価になるという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、転がり軸受装置をナックルに固定してなる転がり軸受装置の取付構造であって、前記転がり軸受装置は、軌道面を有する回転輪となる内輪部材と、この内輪部材と同心に配置され前記内輪部材と対応する軌道面を有しかつ外周に支持フランジを有する固定輪となる外輪部材と、前記内輪部材および前記外輪部材の各軌道面間に介装した転動体と、前記内輪部材および前記外輪部材の間の隙間をシールするシール装置とからなるものであり、前記シール装置は、前記外輪部材に固定した外輪側シールリングと、前記内輪部材に固定した内輪側シールリングとからなり、前記外輪側シールリングに樹脂製外装体にて覆われて磁気センサが一体化され、前記内輪側シールリングに磁性体リングが固定され、前記樹脂製外装体に外径方向に延びて前記磁気センサに接続されるコネクタが連設され、前記磁気センサにて前記磁性体リングを検出して前記内輪部材の回転状態を検出するものであり、前記コネクタを前記ナックルの車両アウタ側に形成された切欠きに挿通した状態で、前記外輪部材の前記支持フランジを前記ナックルに取付けボルトにて固定するものである。
【００１２】
回転検出器としては、例えば磁束の変化に応じて出力を変化させるアクティブ型検出器が用いられ、磁性体リングにはパルサリング、磁気センサには周方向に離れて配置した２個の磁気センサにて構成された正逆検知センサが挙げられる。
【００１３】
本発明によると、シール装置に、磁気センサならびに磁性体リングからなる回転検出器が一体形成され、かつ、磁気センサをモールドする樹脂製外装体に、磁気センサに接続されたコネクタが連設されており、シール装置，回転検出器，コネクタが一体化されている。
【００１４】
磁気センサと車体の電子回路とを接続するハーネスは、一端が電子回路に接続されており、他端に磁気センサに一体形成されたコネクタに対して着脱自在のコネクタを有し、当該ハーネスのコネクタを磁気センサに一体形成されたコネクタに接続することで、磁気センサと電子回路が接続される。このように、ハーネスを、シール装置，回転検出器，コネクタからなる一体物より分離したことで、走行時の車体の揺れによってハーネスが断線した場合に、ハーネスのみをコネクタ部分から容易に外して交換でき、メンテナンスが安価かつ容易に行える。
【００１５】
ハーネスを、シール装置，回転検出器，コネクタからなる一体物より分離したことで、シール装置，回転検出器，コネクタからなる一体物を軸受装置に装着した状態で、当該軸受装置をナックルに固定する際、固定作業のじゃまになるハーネスがなく、車両搭載性が向上する。
【００１６】
外輪側シールリングに樹脂製外装体にてモールドされて磁気センサが設けられており、かつ、内輪側シールリングに磁性体リングが設けられており、磁気センサならびに磁性体リングがシール装置に一体化され、回転検出器のコンパクト化が図れる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１ないし図６に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本実施形態に係る車両用の転がり軸受装置の全体構成を示す断面図、図２は図１の要部拡大断面図、図３は図２のシール装置部分の拡大断面図、図４（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ図２のシール装置の斜視図，図５（Ａ）（Ｂ）は２個の磁気センサの検出信号の位相関係を示す図、図６は正逆検知センサの説明図である。
【００１９】
本実施形態の転がり軸受装置１は、自動車の駆動輪側に用いられ、図１において左側が車両アウタ側、右側が車両インナ側となる。
【００２０】
車体側にナックル９を介して非回転に支持される外輪部材２に、それぞれ冠形保持器６に円周方向等配位置に配置された二列の玉（転動体の一例）４，５を介して、内輪部材３が軸心回りに回転自在に支持されている。
【００２１】
外輪部材２の外周面には、径方向外向きに突出して支持フランジ２１が形成され、この支持フランジ２１が取付けボルト１０を介してナックル９に固定されることで、外輪部材２が固定輪として車体に非回転に支持されている。
【００２２】
内輪部材３は、ハブホイール３１と、このハブホイール３１とは別体でハブホイール３１の胴部の車両インナ側に嵌着される筒状部材３２とから構成されている。ハブホイール３１の胴部の外周面の一部が車両アウタ側列の玉４の内輪軌道面として用いられ、筒状部材３２の外周面が車両インナ側列の玉５の内輪軌道面として用いられ、外輪部材２の内周面に両列の玉４，５のための２つの外輪軌道面が形成されている。
【００２３】
外輪部材２と内輪部材３との間の環状軸受空間１１を、その軸心方向両側で密封して、環状軸受空間１１内の潤滑材が外部に漏れるのを防止するとともに、外部から泥水等が侵入するのを防止するためのシール装置７，８が設けられている。
【００２４】
ハブホイール３１の中心穴にスプラインを介して等速ジョイント（ＣＶＪ）の椀形外輪部材１２に一体的に形成された軸部１３が挿入され、軸部１３の車両アウタ側端部にナット１４が螺着され、このナット１４をハブホイール３１の凹部３３端面に対して締付けることで、両列の玉４，５に対して必要な予圧が付与されるとともに、椀形外輪部材１２が内輪部材３に回転一体に組込まれた状態となる。
【００２５】
ハブホイール３１の外周面途中に、径方向外向きに突出したハブフランジ３４が一体的に形成されている。ハブフランジ３４に、ブレーキディスクロータならびにタイヤホイールが取付けられ、タイヤホイールに車輪が取付けられる。
【００２６】
車両アウタ側のシール装置７は、例えば、外輪部材２に内嵌した環状芯金に、ハブホイール３１に摺接するゴム製リップを接着してなる。
【００２７】
車両インナ側のシール装置８は、センサ組立体となる外輪側シールリング８１と、内輪側シールリング８２とを組み合わせて構成される。
【００２８】
外輪側シールリング８１は、外輪部材２側に取り付けられるもので、金属製環体となる環状芯金８３に主リップ８４と補助リップ８５とを被着した構成である。環状芯金８３は、軸方向に沿う円筒部８３ａと、円筒部８３ａの軸方向内端側を径方向内向きに屈曲してなる環状板部８３ｂとを有している。
【００２９】
内輪側シールリング８２は、筒状部材３２側に取り付けられるもので、環状芯金８６に軸方向リップ８７と径方向リップ８８とを被着した構成である。環状芯金８６は、軸方向に沿う円筒部８６ａと、円筒部８６ａの軸方向外端側を径方向外向きに屈曲してなる環状板部８６ｂとを有している。
【００３０】
なお、各リップ８４，８５，８７，８８は、ニトリルブタジエンラバー（ＮＢＲ）などのゴムとされ、環状芯金８３，８６に対して加硫接着される。また、外輪側シールリング８１の環状芯金８３は、例えば非磁性ステンレス鋼などの非磁性材で形成されている。
【００３１】
そして、外輪側シールリング８１には磁気センサとなる正逆検知センサ１５が、内輪側シールリング８２には磁性体リングとなるパルサリング１６がそれぞれ一体に組み込まれており、これら正逆検知センサ１５とパルサリング１６とで筒状部材３２の回転を検出するようになっている。
【００３２】
正逆検知センサ１５は、例えば、ホール素子や磁気抵抗素子などからなる円周方向に離れて配置した２個の磁気センサにて構成され、回転角度に加え回転方向の検出も行えるセンサである。２個の磁気センサの検出信号の位相関係は、図５に示すように、一方の磁気センサが図５（Ａ）の矩形波信号を出力すると、他方の磁気センサは９０度位相がずれた図５（Ｂ）の矩形波信号を出力するように配置する。両磁気センサの検出信号の位相の進遅により、内輪３の右回りか左回りかの回転方向が判断できる。
【００３３】
正逆検知センサ１５には、図６に示すように、２個のホール素子２２を内蔵するホールＩＣを用いてもよい。すなわち、パルサリング１６の着磁ピッチλに対し、２個のホール素子２２を互いの出力位相が９０度となる間隔（λ／４）で配置することにより、回転方向の検出が行えるようにする。なお、着磁ピッチλとは、Ｎ極とＳ極の着磁の合計長さである。
【００３４】
正逆検知センサ１５は、外輪側シールリング８１の環状芯金８３における円筒部８３ａの外周面上に非接触で搭載されており、円筒部８３ａの外径に正逆検知センサ１５を覆う厚みの樹脂製外装体１７を一体成形（インサート成形）することにより設けている。樹脂製外装体１７は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）などのエンジニアリングプラスチックとされる。
【００３５】
樹脂製外装体１７には、車体の電子回路に接続されたハーネス（図示せず）が接続されるコネクタ２０が外径方向に延設されて一体形成されている。すなわち、コネクタ２０も、例えばＰＰＳ，ＰＢＴ，ＰＡなどのエンジニアリングプラスチックにて形成される。コネクタ２０内にはピン１９が設けられており、正逆検知センサ１５とピン１９は信号線１８にて接続されている。
【００３６】
図４（Ａ）（Ｂ）に、コネクタ２０を一体形成したシール装置の斜視図を示す。図４（Ａ）はそのシール装置の正面側斜め方向から見た図、図４（Ｂ）はそのシール装置の背面側斜め方向から見た図である。樹脂製外装体１７には、外輪部材２の軸方向端面２ｂに当接する環状の外輪当接面１７ａが形成されている。なお、コネクタ２０の外周に、ハーネス先端のコネクタとの係止用の爪を設けてもよい。
【００３７】
パルサリング１６は、磁性粉末を含有したゴムを加硫成型して形成されるものであり、例えば周方向交互にＮ極とＳ極を配列する形態で着磁されている。このパルサリング１６は、内輪側シールリング８２の環状芯金８６の内周面において、正逆検知センサ１５が当該パルサリング１６の磁界の変化を検出可能な位置に固定されている。なお、正逆検知センサ１５の感知方向（内径方向）と、パルサリング１６の着磁方向（軸方向）は、互いに直交している。
【００３８】
車両インナ側のシール装置８は、外輪側シールリング８１と内輪側シールリング８２とを組み合わせた状態で、正逆検知センサ１５を組み込んだ外輪側シールリング８１については、その樹脂製外装体１７を外輪部材２の内周面の肩部２ａに対して、また、パルサリング１６を組み込んだ内輪側シールリング８２については、その環状芯金８６を筒状部材３２の外周面の肩部３２ａに対してそれぞれ圧入嵌合させることにより、タイトフィット状態で取り付けている。
【００３９】
なお、外輪側シールリング８１と内輪側シールリング８２とを組み合わせた状態で、正逆検知センサ１５はパルサリング１６の磁束の変化を検出可能な位置に位置決めされる。また、シール装置８は、外輪当接面１７ａを外輪部材２の軸方向端面２ｂに当接させて位置決めする。
【００４０】
次に、転がり軸受装置１をナックル９に固定する。転がり軸受装置１は、外輪部材２の車両インナ側端部をナックル９に内嵌し、外輪部材２の支持フランジ２１をナックル９に取付けボルト１０にて固定する。
【００４１】
また、ナックル９の支持フランジ２１への固定部以外は筒状に形成されており、当該筒部において車両アウタ側にコネクタ２０が挿通される切欠き９１が形成されており、コネクタ２０を切欠き９１に挿通させた状態で、転がり軸受装置１がナックル９に固定される。
【００４２】
車体の電子回路に接続されたハーネス（図示せず）を正逆検知センサ１５に接続する。すなわち、ハーネスの先端には、コネクタ２０に着脱可能なコネクタが設けられており、当該ハーネスのコネクタをコネクタ２０に接続することで、正逆検知センサ１５が車体の電子回路に接続される。
【００４３】
転がり軸受装置１は、外輪部材２を非回転で固定配置し、内輪部材３を回転させるときに、内輪部材３と一体に回転するパルサリング１６の各磁極が、正逆検知センサ１５の２個の磁気センサに対して順次対向することになる。このとき、正逆検知センサ１５に対してパルサリング１６の対向位置が順次変化するために、パルサリング１６から出る磁束の向きが交互に変わるので、正逆検知センサ１５から矩形波信号が出力される。この矩形波信号の波形周期は、パルサリング１６の回転位相、回転速度に応じて変化し、波形処理することにより、内輪部材３の回転位相、回転速度、回転数、回転方向などを求める。
【００４４】
このように構成された転がり軸受装置１によると、正逆検知センサ１５と車体の電子回路とを接続するハーネスは、一端が電子回路に接続されており、他端に正逆検知センサ１５に一体形成されたコネクタ２０に対して着脱自在のコネクタを有し、当該ハーネスのコネクタを正逆検知センサ１５に一体形成されたコネクタ２０に接続することで、正逆検知センサ１５と電子回路が接続される。このように、ハーネスを、シール装置８，正逆検知センサ１５ならびにパルサリング１６，コネクタ２０からなる一体物より分離したことで、走行時の車体の揺れによってハーネスが断線した場合に、ハーネスのみをコネクタ部分から容易に外して交換でき、メンテナンスが安価かつ容易に行える。
【００４５】
ハーネスを、シール装置８，正逆検知センサ１５ならびにパルサリング１６，コネクタ２０からなる一体物より分離したことで、シール装置８，正逆検知センサ１５ならびにパルサリング１６，コネクタ２０からなる一体物を転がり軸受装置１に装着した状態で、転がり軸受装置１をナックル９に固定する際、固定作業のじゃまになるハーネスがなく、車両搭載性が向上する。
【００４６】
内輪側シールリング８２の環状芯金８６の内面にパルサリング１６が設けられており、外輪側シールリング８１の環状芯金８３の外径側において、樹脂製外装体１７にてモールドされて正逆検知センサ１５が設けられており、パルサリング１６ならびに正逆検知センサ１５がシール装置８に一体化され、回転検出器のコンパクト化が図れ、駆動輪側のような小さなスペースにも容易に設置できる。
【００４７】
パルサリング１６は、内輪側シールリング８２の環状芯金８６の内面に固定されており、かつ、正逆検知センサ１５は、外輪側シールリング８１の環状芯金８３の外径側において、樹脂製外装体１７にてモールドされて一体化されており、パルサリング１６ならびに正逆検知センサ１５の密封性が向上し、耐ダスト性に優れる。
【００４８】
正逆検知センサ１５の信号線１８が樹脂製外装体１７にてモールドされており、正逆検知センサ１５と信号線１８の接続部が補強され、断線を防止できる。しかも、ハーネスを別体としたことで、樹脂製外装体１７にハーネスの重量が掛からず、コネクタ２０にハーネスが取付けられるまでの間、強度不足によって樹脂製外装体１７のシール性が低下するのを防止できる。
【００４９】
外輪側シールリング８１の正逆検知センサ１５をモールドする樹脂製外装体１７に、コネクタ２０が一体形成されており、絶縁性ならびに耐振動性に優れ、かつ、低コスト化が図れる。
【００５０】
外径方向に延びるコネクタ２０が、ナックル９の車両アウタ側に形成された切欠き９１に挿通して設けられており、従来のように、ナックル９の軸方向途中に貫通孔を形成する必要がなく、ナックル９の強度が低下するのを防止できる。しかも、コネクタ２０が一体形成されたシール装置８を転がり軸受装置１に装着した状態で、外径方向に突出したコネクタ２０を車両アウタ側より切欠き９１に嵌合して、転がり軸受装置１を容易にナックル９に固定できる。
【００５１】
正逆検知センサ１５が樹脂製外装体１７にてモールドされて外輪側シールリング８１に一体形成されており、正逆検知センサ１５が外部の環境から保護されているので、信頼性が向上する。
【００５２】
なお、磁気センサは正逆検知センサ１５に限らず、単に車軸の回転速度を検出するセンサとしてもよい。また、シール装置８の構造も前記実施形態に限らず、センサ組立体となる外輪側シールリング８１を備えた構成であればよく、磁気センサや磁性体リングの配置形態も特に限定されるものではない。さらに、本発明の構成を前記実施形態のように駆動輪側に適用したものに限らず、従動輪側に適用してもよい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によると、断線したハーネスの交換が容易に行えると共に、軸受装置の車両搭載性が向上し、かつ、回転検出器のコンパクト化が図れるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用の転がり軸受装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】図２のシール装置部分の拡大断面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ図２のシール装置の斜視図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施形態に係る正逆検知センサの検出信号の位相関係を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る正逆検知センサの説明図である。
【符号の説明】
１転がり軸受装置
２外輪部材
３内輪部材
７，８シール装置
９ナックル
１５正逆検知センサ（磁気センサ）
１６パルサリング（磁性体リング）
１７樹脂製外装体
２０コネクタ
８１外輪側シールリング（センサ組立体）
８２内輪側シールリング

Claims

転がり軸受装置をナックルに固定してなる転がり軸受装置の取付構造であって、
前記転がり軸受装置は、軌道面を有する回転輪となる内輪部材と、この内輪部材と同心に配置され前記内輪部材と対応する軌道面を有しかつ外周に支持フランジを有する固定輪となる外輪部材と、前記内輪部材および前記外輪部材の各軌道面間に介装した転動体と、前記内輪部材および前記外輪部材の間の隙間をシールするシール装置とからなるものであり、
前記シール装置は、前記外輪部材に固定した外輪側シールリングと、前記内輪部材に固定した内輪側シールリングとからなり、前記外輪側シールリングに樹脂製外装体にて覆われて磁気センサが一体化され、前記内輪側シールリングに磁性体リングが固定され、前記樹脂製外装体に外径方向に延びて前記磁気センサに接続されるコネクタが連設され、前記磁気センサにて前記磁性体リングを検出して前記内輪部材の回転状態を検出するものであり、
前記コネクタを前記ナックルの車両アウタ側に形成された切欠きに挿通した状態で、前記外輪部材の前記支持フランジを前記ナックルに取付けボルトにて固定する、ことを特徴とする転がり軸受装置の取付構造。